基于单片机与虚拟仪器的超声波探测系统的设计

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1、摘要基于单片机与虚拟仪器的超声波探测系统的设计摘要距离是在很多不同的场合和控制中需要检测的一个参数，因此测距成为数据采集中亟待解决的一个问题。超声波测距是一种传统而实用的非接触测距方法，和激光、和无线电测距方法相比，具有不受外界光及电磁场等因素的影响的优点，在比较恶劣的环境中也具有一定的适应能力，且结构简单，成本低，因此在工业控制、建筑测量、机器人定位方面得到了广泛的应用。本文通过对超声波的传播特性等的分析，设计了一种简单的距离测量系统。系统可以完成障碍物距离的测量、语音提示障碍物的距离并可将距离值显示在上位机面板上

2、。系统通过设置单片机内部计数器的计时频率，提高了测量的分辨率和精度；并通过软件程序的设计来避免回波干扰的问题。关键词：超声波，超声波测距，SPCE061A，虚拟仪器III目录ABSTRACTDistanceisaparametersneededtotestinmanydifferentoccasionsandcontrols.Thereforeitbecomesaproblemindataacquisitions,whichmustbesolved.UltrasonicRangingisatraditionaland

3、practicalnon-contactdistancemeasurementmethods,comparedwithlaserandradiolocationmethod,itisnotsubjectedtoexternalEMFandtheinfluenceoffactorssuchasthemerits.InthebadenvironmentUltrasonicRangingalsohasacertainadaptability.Andbecauseithassimplestructure,lowcost,it

4、iswidelyusedintheindustrialcontrol,BuildingSurveyors,therobotposition-locating.Basedonanalysisthepropagationcharacteristicsofultrasonic,wedesignasimpledistancemeasuringsystem.Systemcancompletedistancemeasurementofbarrier,promptingthedistanceofobstacleswithvoice

5、displayingthedistanceonthePCpanel.Thesystemimprovestheresolutionandtheaccuracyofthemeasurementbysettingatimeofinternalfrequencycounter;thesystemcanavoidinterferencewiththeEchothroughthesoftwareprogramdesigning.Keywords:ultrasonic,UltrasonicRanging,SPCE061A.Virt

6、ualInstrumentIII目录目录摘要IABSTRACTII第1章绪论11.1课题背景与意义11.1.1激光测距11.1.2无线电测距11.1.2微波雷达11.1.3红外线测距11.1.4超声波测距21.2超声波技术国内外研究的历史与现状21.3超声波的特性3第2章系统的硬件设计62.1系统硬件的总体设计62.2SPCE061A单片机简介62.3超声波测距单元的介绍92.3.1超声波测距单元的基本特性与参数指标112.3.2测距单元主要功能122.3.3测距单元工作结构框图122.3.4测距单元工作时的系统环境

7、122.4系统硬件电路132.4.161板各部分工作电路132.4.2超声波测距单元各部分电路152.4.3串口部分电路17第3章系统的软件设计193.1下位机的程序设计193.1.1集成开发环境——IDE2.0.0的介绍193.1.2用户I/O口及系统分配193.1.3软件流程203.2上位机软件设计233.2.1上位机软件开发工具——虚拟仪器的简介243.2.2上位机程序的编制25结论26致谢27参考文献28附录29III主要符号表III第1章绪论第1章绪论1.1课题背景与意义利用超声波测量己知基准位置和目标物体

8、表面之间距离的方法，称为超声波测距法。在自然界中，有许多动物早已利用超声波进行“导航”，逃避敌人或寻觅食物。例如:利用超声波作为定位技术是蝙蝠、海豚等一些无目视能力的生物作为防御及捕捉猎物生存的手段。在生存竞争中，它们通过由生物体发射不被人们听到的超声波，借助空气媒质传播，由被待捕捉的猎物或障碍物反射回来的时间间隔长短与被反射的超声波的强弱来判